Fundamentos da óptica geométrica


Algumas informações

Definida como parte da física a óptica geométrica estuda os fenômenos sobre a propagação retilínea da luz, sendo assim, não leva em consideração o caráter ondulatório da mesma.

Há alguns especialistas no assunto que definem a óptica geométrica outra opção para se discutir a óptica quântica e também a ondulatória.

Dentro da óptica geométrica pressupões-se que a luz se propague em linha reta, e, portanto, obedece à leis de refração e reflexão, logo, se a luz encontrar um objeto sua tendência é absorver, refletir, ou mesmo ser refratada pelo mesmo.

óptica geométrica

Os primeiros indícios desse campo de estudo surgiram com a “Teoria Corpuscular da Luz”, desenvolvida por Newton no século XVII. Foi este estudo que conseguiu identificar que a luz se formava devido a um feixe de muitas partículas.

Este artigo tem a função de falar sobre os fundamentos básicos da óptica geométrica, por isso, agora veremos detalhadamente cada um.

Principais fundamentais

A óptica geométrica baseia-se em três princípios básicos, sendo eles: propagação retilínea da luz, reversibilidade dos raios de luz, e por fim, independência dos raios de luz. Vamos a cada um separadamente:

Fundamento da propagação retilínea da luz: De acordo com este fundamento a luz se propaga em linha reta em meios homogêneos, transparentes e isotrópicos (ou seja, corpos com propriedades físicas constantes). Casos de propagação retilínea da luz podem ser observados, por exemplo, quando um objeto de forma quadrada projeta uma sombra de mesma forma sobre uma superfície plana.

Fundamento do princípio da reversibilidade dos raios de luz: neste caso, quando o sentido de propagação de um raio de luz sofre reversão ele tende a continuar a mesma trajetória, independentemente de ser colocado em sentido contrário.

Princípio da independência dos raios de luz: Se dois raios de luz vierem a se cruzar um não vai conseguir interferir na trajetória que o outro percorre, portanto, nada será alterado em ambos os feixes de luz.

Conceituando

Como já vimos no início deste artigo a óptica geométrica estuda a maneira como a luz se propaga, além disso, já vimos os três principais fundamentos nos quais esta teoria se baseia. Agora, veremos alguns conceitos básicos, extremamente necessários para melhor compreensão dos fenômenos a cerca da natureza da luz.

Nós enxergamos os objetos porque estes enviam luz a nossos olhos, o que nos permite vê-los. Todo e qualquer objeto que pode nos enviar luz a fim de ser visto é denominado “fonte de luz”, e, dentro das fontes de luz existem duas classes: as fontes primárias e as secundárias. As fontes ditas primárias são aquelas que têm luz própria, por exemplo, a chama de uma vela. Já as secundárias são aquelas que enviam luz que receberam de outras fontes, ou, objetos.

Além disso, as fontes de luz podem ser de diferentes tipos de acordo com as dimensões de seu foco emissor, podendo ser: pontual ou puntiforme (aquela que não apresenta dimensões consideráveis), ou ainda, extensa (que tem dimensões consideráveis se comparada ao ambiente).

Outro conceito importante no estudo da óptica geométrica é a frente de luz, este conceito diz respeito ao limite entre a região já atingida pela luz e aquela ainda não atingida, sua existência é física. Já o raio de luz é um tipo de reta ou sequência que teve sua origem em uma fonte de luz, o raio de luz mostra a direção que uma propagação luminosa tende a apresentar.

Vamos falar agora sobre o feixe de luz, o qual pode ser descrito como uma região iluminada de abertura angular grande. Os feixes de luz podem apresentar a seguinte classificação:

Cônico divergente: raios de luz que incidem de um único ponto e depois se espalham.

Cônico convergente: raios luminosos que têm concentração em apenas um único ponto.

Cilíndrico: como você pode imaginar os raios de luz ficam paralelos entre si.

Concluindo

Como você pode notar a luz é a grande responsável por diversos fenômenos de cores e também visão, afinal, sem a presença da luz não seria possível definir as cores dos objetos, muito menos enxergá-los.

Os estudos sobre a luz, e posteriormente a óptica são antigos, muitos nasceram antes mesmo do século XVII e até hoje tais pesquisas dividem opiniões, assim, como era séculos atrás.

Foram diversas tentativas e erro até chegarmos aos atuais conceitos, entretanto, ainda sabe-se que alguns são rasos e por vezes não podem ser amplamente utilizados em todos os estudos de caso. Mas é claro que todos os estudos que se relacionam a óptica nos ajudam a compreender melhor os fenômenos de emissão e refração da luz.

É mais do que válido relembrar que todos os conceitos que aqui foram descritos estão colocados de maneira reduzida, afinal, seria quase impossível esmiuçá-los em tão pouco espaço.